科学家发明冷等离子喷射敷料 专注于慢性伤口治疗

科学家发明冷等离子喷射敷料专注于慢性伤口治疗为此，南澳大利亚大学（UniSA）的研究人员研究了一种控制感染和促进愈合的新技术：一种由冷等离子电离气体激活的水凝胶。该研究的通讯作者EndreSzili说："抗生素和银敷料常用于治疗慢性伤口，但两者都有缺点。抗生素的抗药性不断增加是一个全球性挑战，银引起的毒性也令人十分担忧。在欧洲，银敷料正逐渐被淘汰。"以前的研究已经证明了使用冷等离子电离气体促进伤口愈合的好处，即减少细菌负荷，并通过激活环境空气中的氧分子和氮分子产生活性氧和氮物种（RONS）。到目前为止，水凝胶在涂抹到伤口上之前已被等离子体产生的RONS所负载，但这一过程并不完美。"尽管最近在使用等离子活化水凝胶疗法（PAHT）方面取得了令人鼓舞的成果，但我们在为水凝胶加载临床使用所需的足够浓度的RONS方面仍面临挑战，"Szili说。"我们采用了一种新的电化学方法来增强水凝胶的活化，从而克服了这一障碍。"研究人员使用聚乙烯醇（PVA）制作了水凝胶，因为这种凝胶已被广泛批准用于医疗保健领域，而且具有出色的机械和生物相容性。用氦等离子喷射器处理PVA水凝胶，使其活化，产生RONS。8%的PVA水凝胶被确定为PAHT敷料的最佳选择，因为它可以很容易地被等离子体产生的RONS激活，同时保持其结构完整性、保形性和膨胀能力。研究人员将水凝胶置于铝板上方，使等离子体羽流在处理过程中与水凝胶保持接触，然后比较了两种技术，以了解是否可以通过电化学方法提高RONS的产生：一种是通过断开铝板与接地导线的连接使水凝胶保持"浮动电位"，另一种是将水凝胶"接地"。a)"浮动电位"和b)"接地"配置下处理过程中的等离子射流照片萨布林等人将等离子处理过的水凝胶培养三小时，研究过氧化氢（H2O2）和氧化亚氮（NO2-）的释放情况，这两种物质分别被用作总活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的标记。研究人员发现，在等离子处理过程中将水凝胶接地可显著提高H2O2的产生，而在处理过程中对凝胶进行水合处理可进一步提高H2O2的产生。此外，等离子射流-水凝胶界面的湿度与H2O2生成的增加密切相关。至于NO2-，接地增加了湿度的产生，而水合的影响可以忽略不计。在体外实验中，这种水凝胶能非常有效地控制大肠杆菌和绿脓杆菌的生长，而这两种细菌是糖尿病足溃疡中常见的细菌。研究人员表示，虽然这项研究的重点是糖尿病伤口，但该技术可用于治疗所有慢性伤口和内部感染。Szili说："我们的PAHT技术的一大优势是，它可用于治疗所有伤口。这是一种环保安全的治疗方法，它利用空气和水中的天然成分来制造活性成分，活性成分会降解为无毒和生物兼容的成分"。下一步是进行临床试验，以优化电化学技术，用于治疗人类患者。今后，研究人员将研究如何利用这项技术，通过激活注入人体的水凝胶中的药物来治疗癌症肿瘤。Szili说："活性成分可以长期输送，改善治疗效果，并有更大的机会穿透肿瘤。血浆在医疗领域有着巨大的潜力，而这只是冰山一角。"这项研究发表在《先进功能材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419155.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1419155.htm

高科技生物活性墨水笔可将愈合凝胶直接涂在伤口上

高科技生物活性墨水笔可将愈合凝胶直接涂在伤口上该系统以一支3D打印笔为中心，其中包含海藻酸钠凝胶和被称为细胞外囊泡（EV）的颗粒。后者是由白细胞自然产生的，在减少炎症和在受伤部位形成新血管方面发挥着巨大的作用。凝胶和EV在笔尖相互混合，形成一种坚固的粘性墨水，被挤压成任何形状或大小的切口。在对人类上皮细胞进行的测试中，应用该墨水使这些细胞进入愈合过程的增殖阶段，其中新血管形成，炎症物质减少。此外，在对受伤的小鼠进行测试时，发现PAINT系统能够促进胶原纤维的生产。经过治疗的一组动物的大伤口在12天后几乎完全愈合，而未经治疗的对照组的伤口在当时"在愈合过程中几乎没有进展"。关于这项研究的论文--由李丹、丁先光和王连辉领导--最近发表在ACS应用材料与界面杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363163.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363163.htm

科学家提高等离子体推进器的性能 离更深的太空探索更近一步

科学家提高等离子体推进器的性能离更深的太空探索更近一步电力推进是一种利用电磁场来加速推进剂并产生推力以推动航天器的技术。空间机构已将电力推进技术作为空间探索的未来的先驱。已经有几个空间任务使用电推进装置成功完成，如网格化离子推进器和霍尔推进器。当推进剂变成电离体，即等离子体，并被电磁场加速时，太阳能被转化为推力能量。然而，这些设备所需的电极限制了它们的寿命，因为它们会暴露在等离子体中并被损坏，特别是在高功率水平下。为了规避这一问题，科学家们已经转向了无电等离子体推进器。其中一项技术是利用无线电频率（RF）来产生等离子体。一个天线将无线电波发射到一个圆柱形的腔体中以产生等离子体，在那里由一个磁性喷嘴引导和加速等离子体以产生推力。MN射频等离子体推进器，或有时被称为直升机推进器，具有简单性、操作灵活性和潜在的高推力-功率比。但是MN型射频等离子体推进器的发展受到了射频功率到推力能量的转换效率的阻碍，早期的实验只能产生个位数的转换率，但最近的研究已经达到了20%的可接受的结果。在最近的一项研究中，来自东北大学电气工程系的髙桥和贵教授据称已经实现了30%的转换效率。虽然成熟的电力推进装置通常使用氙气，但氙气价格昂贵，而且难以充分供应，目前30%的效率是用氩气推进剂获得的。这表明MNrf等离子体推进器将减少成本和地球的资源负荷。"应用尖峰型磁场抑制了通常发生在等离子体源壁上的能量损失，"髙桥说。"这一突破为高功率空间运输技术的进步打开了大门"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338715.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338715.htm

闪烁脉冲星揭示神秘星际等离子体

闪烁脉冲星揭示神秘星际等离子体脉冲星--快速旋转的恒星残余物，像灯塔一样闪烁--偶尔会显示出极端的亮度变化。天体物理学家预测，这些短暂的亮度爆发是因为星际等离子体的密集区域（恒星之间的热气体）散射了脉冲星发出的无线电波。然而我们人类仍不知道形成和维持这些密集的等离子体区域所需的能量来源是什么。为了更好地了解这些星际结构，需要对其小规模结构进行更详细的观察。这方面的一个有希望的途径是脉冲星的闪烁。当脉冲星的无线电波被星际等离子体散射时，独立的电波相互干扰并在地球上形成一个干扰模式。当地球、脉冲星和等离子体彼此相对运动时，这种模式被观察为时间和频率上的亮度变化：动态光谱。这就是闪烁。由于脉冲星信号的点状性质，散射和闪烁发生在等离子体的小区域。在对动态光谱进行专门的信号处理后，可以观察到生动的抛物线特征即闪烁弧，这跟天空中的脉冲星散射辐射的图像有关。一个特殊的脉冲星--J1603-7202-在2006年经历了极端散射。这使得它成为研究这些密集等离子体区域的一个令人兴奋的目标。然而这颗脉冲星的轨迹仍然没有被确定，因为它在一个面对面的轨道上围绕着另一颗叫做白矮星的紧凑型恒星运行，而且天文学家在这种情况下没有其他方法来测量它。幸运的是，闪烁弧有双重作用：其曲率跟脉冲星的速度有关，也跟脉冲星和等离子体的距离有关。脉冲星的速度如何在它的轨道上变化取决于轨道在空间的方向。因此，在脉冲星J1603-7202的情况下，研究人员们计算了弧线的曲率随时间的变化来确定方向。跟以往的分析相比，研究人员对脉冲星J1603-7202的轨道所获得的测量结果是一个重大的改进。这证明了闪烁法在补充替代方法方面的可行性。通过对跟等离子体的距离的测量，研究人员表示，从地球上看，它大约是跟脉冲星距离的3/4。这似乎跟任何已知的恒星或星际气体云的位置不相吻合。脉冲星闪烁研究经常探索像这样的结构，否则是看不到的。因此，问题仍有待解决：散射脉冲星辐射的等离子体的来源是什么？最后，通过利用轨道测量，研究人员得以估计J1603-7202的轨道同伴的质量。根据计算，它的质量约为太阳的一半。当跟J160-7202的高度圆形轨道一起考虑时，这意味着这个同伴很可能是一个由碳和氧组成的恒星残余物--比起更常见的以氦为基础的残余物，在脉冲星周围的发现更稀少。由于现在拥有一个近乎完整的轨道模型，所以研究人员目前有可能将J1603-7202的闪烁观测转化为天空中的散射图像并以太阳系的尺度绘制星际等离子体。创建导致无线电波极端散射的物理结构的图像可能会让我们更好地了解这种密集区域是如何形成的及星际等离子体在星系的演化中所扮演的角色。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1306843.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1306843.htm

突破性的类人生物打印皮肤能更好、更快地愈合伤口

突破性的类人生物打印皮肤能更好、更快地愈合伤口新型生物打印皮肤可复制人类皮肤的层次和厚度图/维克森林再生医学研究所领衔作者、维克森林再生医学研究所（WFIRM）所长安东尼-阿塔拉（AnthonyAtala）博士说。"研究结果表明，制造全厚度人体生物工程皮肤是可能的，而且能促进更快的愈合和更自然的外观效果"。打印出来的皮肤具有角质形成细胞、真皮成纤维细胞、脂肪细胞、黑色素细胞、毛囊真皮乳头细胞和真皮微血管内皮细胞，复制了真实的皮肤，有三层：薄薄的保护性外表皮层、中间的纤维和支撑性真皮层以及底部的脂肪真皮下层。当移植到小鼠伤口上时，打印出来的皮肤形成了血管和皮肤纹路，并显示出正常的组织发育。结果是伤口愈合更快，皮肤收缩更少，胶原蛋白生成更多，从而减少了疤痕。通过细胞特异性染色，WFIRM团队确认了生物打印细胞在愈合过程中与再生皮肤的成功融合。随后，研究人员使用了一个更大的5厘米x5厘米（2英寸x2英寸）生物打印猪皮肤移植物来覆盖猪模型上的全厚伤口。结果表明，猪皮肤移植后的伤口愈合良好，胶原蛋白生成增加，皮肤收缩和纤维化（或疤痕）减少。由于从身体其他部位获取大量皮肤的风险很大，而且条件有限，因此较大面积的自体皮肤移植的成功为人类治疗带来了巨大希望。实验室制备皮肤是一个不断增长的医学研究领域，公司也希望用它来测试产品，而不是使用动物。但这是首次生产出如此复杂和厚度的产品，并在临床前研究中显示伤口完全愈合。研究小组现在希望能将其用于人体研究。这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388145.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388145.htm

等离子体脉冲有望成为现实生活中的"冷冻射线"

等离子体脉冲有望成为现实生活中的"冷冻射线"冷冻射线利用等离子脉冲带走热量不管是为了勒索一座城市的赎金，还是为了在咖啡店不排队，冷冻射线都是漫画书和电影中的一大亮点。它们也让工程师们头疼不已，因为它们不仅违反了热力学第二定律，还把定律的头塞进了马桶，直到现在。等离子体物理学的一项新进展在提供实用的冷冻射线方面大有可为，美国空军已向霍普金斯大学的热工程实验与模拟实验室（ExSiTELab）拨款75万美元，用于一个为期三年的项目，以充分开发这项技术的潜力。霍普金斯大学的衍生公司LaserThermal将建造一个原型。通常情况下，利用等离子体冷却东西的想法就像用冰来烧烤一样合乎逻辑。等离子体是一种电离气体，其温度可以达到太阳温度的数倍，但它们也有一些令人惊讶的能力。其中之一就是，尽管温度很高，但等离子体刚产生时可以与其他物质相互作用，产生冷却效果。脉冲等离子体的能量流与目标表面发生物理、化学和电磁相互作用，产生一种效应，使表面吸收的水分子和二氧化碳分子蒸发。这将带走能量并使表面迅速冷却几十度。脉冲等离子体可防止其抵消冷却效果。用于产生等离子体的激光设备弗吉尼亚大学霍普金斯说："因此，当我们开启等离子体时。可以立即测量等离子体照射到的地方的温度，然后观察表面的变化，表面先冷却，然后升温。我们只是在某种程度上对为什么会发生这种情况感到困惑，因为这种情况一直在重复发生。我们没有任何信息可以利用，因为之前没有任何文献能够像我们这样精确地测量温度变化。没有人能够如此迅速地做到这一点。"美国空军和太空部队之所以对这项技术感兴趣，是因为在太空或极高海拔地区冷却电子设备存在问题。通常的冷却方法是让水或空气等流体在元件周围循环，但在没有空气，当然也没有水的地方，这种方法是不可能实现的。相反，电子元件被放置在金属冷却板上，将热量导入散热器。由于这种方法既笨重又低效，人们希望霍金斯的冷冻射线能提供一种替代方法。其基本构想是用一个带有传感器的机械臂，将电路中的热点锁定，然后用冷风将其吹走。然而，还有大量工作要做。目前，该工艺使用从美国海军借来的设备和氦作为等离子介质。下一步是制造出更紧凑、更轻的原型，同时探索其他可能更有效的气体。这项研究发表在《自然-通讯》和《ACSNano》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382453.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382453.htm